src/gromacs/trajectoryanalysis/topologyinformation.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2018,2019, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 /*! \internal \file
  36  * \brief
  37  * Implements classes in topologyinformation.h.
  38  *
  39  * \author Teemu Murtola <teemu.murtola@gmail.com>
  40  * \ingroup module_trajectoryanalysis
  41  */
  42 #include "gmxpre.h"
  43
  44 #include "topologyinformation.h"
  45
  46 #include "gromacs/compat/make_unique.h"
  47 #include "gromacs/fileio/confio.h"
  48 #include "gromacs/math/vec.h"
  49 #include "gromacs/pbcutil/rmpbc.h"
  50 #include "gromacs/topology/mtop_util.h"
  51 #include "gromacs/topology/topology.h"
  52 #include "gromacs/utility/arrayref.h"
  53 #include "gromacs/utility/exceptions.h"
  54 #include "gromacs/utility/gmxassert.h"
  55 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  56 #include "gromacs/utility/unique_cptr.h"
  57
  58 namespace gmx
  59 {
  60
  61 TopologyInformation::TopologyInformation()
  62     : mtop_(compat::make_unique<gmx_mtop_t>()),
  63       hasLoadedMtop_(false),
  64       expandedTopology_(nullptr),
  65       atoms_ (nullptr),
  66       bTop_(false), ePBC_(-1)
  67 {
  68 }
  69
  70
  71 TopologyInformation::~TopologyInformation()
  72 {
  73 }
  74
  75 void TopologyInformation::fillFromInputFile(const std::string &filename)
  76 {
  77     mtop_ = gmx::compat::make_unique<gmx_mtop_t>();
  78     // TODO When filename is not a .tpr, then using readConfAndAtoms
  79     // would be efficient for not doing multiple conversions for
  80     // makeAtomsData. However we'd also need to be able to copy the
  81     // t_atoms that we'd keep, which we currently can't do.
  82     // TODO Once there are fewer callers of the file-reading
  83     // functionality, make them read directly into std::vector.
  84     rvec *x, *v;
  85     readConfAndTopology(filename.c_str(), &bTop_, mtop_.get(),
  86                         &ePBC_, &x, &v,
  87                         boxtop_);
  88     xtop_.assign(x, x + mtop_->natoms);
  89     vtop_.assign(v, v + mtop_->natoms);
  90     sfree(x);
  91     sfree(v);
  92     hasLoadedMtop_ = true;
  93     // TODO: Only load this here if the tool actually needs it; selections
  94     // take care of themselves.
  95     for (gmx_moltype_t &moltype : mtop_->moltype)
  96     {
  97         if (!moltype.atoms.haveMass)
  98         {
  99             // Try to read masses from database, be silent about missing masses
 100             atomsSetMassesBasedOnNames(&moltype.atoms, FALSE);
 101         }
 102     }
 103 }
 104
 105 const gmx_localtop_t *TopologyInformation::expandedTopology() const
 106 {
 107     // Do lazy initialization
 108     if (expandedTopology_ == nullptr && hasTopology())
 109     {
 110         expandedTopology_ = gmx::compat::make_unique<gmx_localtop_t>();
 111         gmx_mtop_generate_local_top(*mtop_, expandedTopology_.get(), false);
 112     }
 113
 114     return expandedTopology_.get();
 115 }
 116
 117 namespace
 118 {
 119
 120 //! Helps implement lazy initialization.
 121 AtomsDataPtr makeAtoms(const TopologyInformation &top_)
 122 {
 123     AtomsDataPtr atoms(new t_atoms);
 124     if (top_.hasTopology())
 125     {
 126         *atoms = gmx_mtop_global_atoms(top_.mtop());
 127     }
 128     else
 129     {
 130         init_atom(atoms.get());
 131     }
 132     return atoms;
 133 }
 134
 135 }   // namespace
 136
 137 const t_atoms *TopologyInformation::atoms() const
 138 {
 139     // Do lazy initialization
 140     if (atoms_ == nullptr)
 141     {
 142         atoms_ = makeAtoms(*this);
 143     }
 144
 145     return atoms_.get();
 146 }
 147
 148 AtomsDataPtr TopologyInformation::copyAtoms() const
 149 {
 150     // Note that we do not return atoms_, so that regardless of
 151     // whether the user has already used it, or will use it in the
 152     // future, any transformation operations on the data structure
 153     // returned here cannot have unintended effects.
 154     return makeAtoms(*this);
 155 }
 156
 157 ArrayRef<const RVec>
 158 TopologyInformation::x() const
 159 {
 160     if (xtop_.empty())
 161     {
 162         GMX_THROW(APIError("Topology coordinates requested without setting efUseTopX"));
 163     }
 164     return xtop_;
 165 }
 166
 167 ArrayRef<const RVec>
 168 TopologyInformation::v() const
 169 {
 170     if (vtop_.empty())
 171     {
 172         GMX_THROW(APIError("Topology coordinates requested without setting efUseTopV"));
 173     }
 174     return vtop_;
 175 }
 176
 177 void
 178 TopologyInformation::getBox(matrix box) const
 179 {
 180     GMX_RELEASE_ASSERT(box != nullptr, "Must have valid box to fill");
 181     copy_mat(const_cast<rvec *>(boxtop_), box);
 182 }
 183
 184 const char *
 185 TopologyInformation::name() const
 186 {
 187     if (hasTopology() && mtop_->name)
 188     {
 189         return *mtop_->name;
 190     }
 191     return nullptr;
 192 }
 193
 194 gmx_rmpbc_t gmx_rmpbc_init(const gmx::TopologyInformation &topInfo)
 195 {
 196     GMX_RELEASE_ASSERT(topInfo.hasTopology(), "Cannot remove PBC without a topology");
 197
 198     return gmx_rmpbc_init(&topInfo.expandedTopology()->idef, topInfo.ePBC(), topInfo.mtop()->natoms);
 199 }
 200
 201 } // namespace gmx